基于Rsoft進行單模光纖的基模計算

    單模光纖就是在給定的工作波長上,只有主模式才能傳播的光纖。它可以無中繼的傳輸幾十甚至數百公里,在陸地長途通信以及海底跨洋通信中具有不可替代的作用。單模光纖中基模的相位、偏振、振幅等參數對于各種外界物理量極為敏感,利用這種敏感特性可制成靈敏度極高的各種光纖傳感器。本文利用BeamPROP軟件對單模光纖的基模進行計算仿真。基于Rsoft進行單模光纖的基模計算的圖1

 一。建立波導

    進入RSoft CAD-Layout,點擊左上角的“New Circuit”按鈕,新建仿真文件,波導的一些基本特性參數需要在此設定。3D Structure Type 設為 Fiber 。波導橫截面的尺寸結構為 6um,芯層折射率為 1.465,包層折射率為 1.455(包層和芯層的折射率差為 0.01)。設定界面如下圖所示:

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點擊BeamPROP窗口左邊的mode,繪制相應形狀的波導。鼠標左鍵,在任意另一處再單擊左鍵,即可畫出相應的波導。將鼠標移動至波導上(紅色區域上) ,再單擊鼠標右鍵,會彈出波導的設置菜單。通過設置變量可以方便的改變波導的位置以及大小。

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要實現仿真結果,我們還需要設置光源的特性和觀察的路徑,還需要添加監視器觀察輸出特性。設置路徑通過單擊左側工具欄中的“Edit Pathways”按鈕。 單擊后左側工具欄會變成路徑設置欄。點擊“New”按鈕,會新建一個路徑,再左鍵點擊我們畫好的波導,使路徑與波導相一致(此時波導會變綠色),如下圖:

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然后再點擊“Monitors”按鈕,會彈出一個小對話框,設置一個與路徑相匹配的探測器。按照 下圖提示設置完后, 點擊對話框的“OK”按鈕回到路徑設置模式, 再點擊左側的“OK”按鈕回到 畫圖模式。

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再進行光源的設置。單擊左側工具欄中的“Edit Launch Field”按鈕,如下圖。 單擊后會彈出輸入光源的設置對話框。。如下圖: 設置完成點擊“OK”。至此,模擬環境已基本設置完畢。模擬前,需先將文件保存下來。

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基于Rsoft進行單模光纖的基模計算的圖8

點擊“Display Index Profile”可以觀察光纖折射率的分布,如下圖

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使用Simulation得到仿真結果如圖所示,左邊的圖代表光纖傳播譜,Monitor藍線代表各點相對入射功率的功率

基于Rsoft進行單模光纖的基模計算的圖10

 

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基于Rsoft進行單模光纖的基模計算的圖12點擊“Compute Fundamental Mode”可查看

 

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 最后,有光學仿真相關需求,歡迎通過微信公眾號聯系我們。

微信公眾號:320科技工作室。

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